CA2875946A1 - Device for linking an electrical member to a communication line - Google Patents
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Abstract
Dispositif de raccordement d'un organe électrique 3 à une ligne de communication 4 comprenant au moins deux conducteurs pour porter des signaux différentiels, le dispositif de raccordement comportant au moins un composant d'interface échangeur de données 8, 12 relié à la ligne pour émettre et/ou recevoir des données et un moyen de liaison 9 de l'organe électrique à la ligne, le dispositif de raccordement comportant en outre successivement, depuis le moyen de liaison jusqu'au composant d'interface, au moins : - un premier transformateur TA agencé pour réaliser un filtrage en mode commun sur chaque conducteur de la ligne de communication; - un second transformateur TB agencé pour réaliser une isolation galvanique de manière à isoler de la ligne de communication au moins le composant d' interface; - un troisième transformateur TC monté en parallèle du deuxième transformateur et formé de deux enroulements munis de bornes parmi lesquelles des bornes non connectées au deuxième transformateur sont connectées à une masse mécanique de l'organe électrique; - un quatrième transformateur TD agencé pour réaliser une isolation galvanique de manière à isoler de la masse mécanique au moins le composant d'interface.Device for connecting an electrical component 3 to a communication line 4 comprising at least two conductors for carrying differential signals, the connection device comprising at least one data exchanger interface component 8, 12 connected to the line for transmitting and / or receive data and a connection means 9 from the electrical component to the line, the connection device further comprising successively, from the connection means to the interface component, at least: - a first transformer TA arranged to carry out filtering in common mode on each conductor of the communication line; - a second transformer TB arranged to carry out galvanic isolation so as to isolate from the communication line at least the interface component; - A third transformer TC mounted in parallel with the second transformer and formed of two windings provided with terminals among which terminals not connected to the second transformer are connected to a mechanical mass of the electrical component; - A fourth transformer TD arranged to carry out galvanic isolation so as to isolate from the mechanical mass at least the interface component.
Description
DISPOSITIF DE RACCORDEMENT D'UN ORGANE
ELECTRIQUE A UNE LIGNE DE COMMUNICATION
L'invention concerne un dispositif de raccordement d'un organe électrique à une ligne de communication.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
Pour certifier un équipement destiné à être embarqué
sur un aéronef, il est notamment nécessaire de vérifier le comportement de cet équipement lorsqu'il est placé
dans des conditions environnementales similaires à celles qu'il est susceptible de rencontrer sur l'aéronef.
L'équipement subit un ensemble de tests de qualification, au cours desquels on vérifie que l'équipement, lorsqu'il est soumis à ces conditions environnementales, fonctionne normalement, ou bien fonctionne dans un mode dégradé ac-ceptable, ou bien n'est pas endommagé, ou bien encore ne perturbe pas le fonctionnement d'autres équipements. Cet ensemble de tests comprend généralement des tests clima-tiques (température, humidité, etc.), des tests mécani-ques (vibrations, chocs, etc.), des tests de compatibili-té électromagnétiques, de résistance à des impacts de foudre touchant l'aéronef, etc.
Parmi les tests de compatibilité électromagnétique, des tests dits de susceptibilité aux radiofréquences visent à vérifier le comportement d'un organe électrique lorsqu'il est exposé à un certain niveau d'énergie radio-fréquence. Ces tests comprennent des tests dits de sus-ceptibilité conduite au cours desquels des courants de fréquences balayées sur un large spectre sont injectés au niveau de câbles connectés à l'organe électrique.
Pour vérifier la résistance de l'organe électrique à
des impacts de foudre, on prévoit des tests mis en uvre de manière similaire aux tests de susceptibilité condui-te, ainsi que des tests d'injection de courant réalisée directement au niveau de connecteurs de l'équipement. DEVICE FOR CONNECTING AN ORGAN
ELECTRICAL TO A COMMUNICATION LINE
The invention relates to a connection device from an electrical organ to a communication line.
BACKGROUND OF THE INVENTION
To certify equipment to be shipped on an aircraft, it is in particular necessary to check the behavior of this equipment when placed in environmental conditions similar to those that he is likely to encounter on the aircraft.
The equipment undergoes a set of qualifying tests, during which it is verified that the equipment, when is subject to these environmental conditions, works normally, or operates in a degraded mode ceptable, or is not damaged, or does not interfere with the operation of other equipment. This set of tests usually includes climate tests ticks (temperature, humidity, etc.), mechanical tests (vibrations, shocks, etc.), compatibility tests, electromagnetic fields, resistance to impact lightning touching the aircraft, etc.
Among the electromagnetic compatibility tests, radiofrequency susceptibility tests aim to verify the behavior of an electric organ when exposed to a certain level of radio energy frequency. These tests include so-called ceptibility conducted during which currents of frequencies swept across a broad spectrum are injected at level of cables connected to the electrical member.
To check the resistance of the electric organ to lightning strikes, tests are planned similar to the susceptibility tests conducted te, as well as current injection tests performed directly at the equipment connectors.
2 On exige de certains organes électrique réalisant des fonctions particulièrement critiques, par exemple un organe électrique utilisé dans un système de commandes de vol électriques, non seulement de ne pas être endommagé
par ces courants injectés, mais en plus de fonctionner normalement au moment de l'injection.
Ainsi, il a été requis qu'un organe électrique soit capable d'émettre et de recevoir normalement des données sur une ligne de communication différentielle numérique, même lorsqu'un courant de plusieurs centaines de milliam-pères est injecté sur la ligne, à des fréquences variant entre 100 kHz et 400 MHz. Ce courant injecté génère no-tamment d'importantes perturbations en mode commun se propageant sur des conducteurs de la ligne.
Pour permettre à l'organe électrique de passer avec succès ce test, il pourrait être envisagé de monter sur l'organe électrique un dispositif de raccordement à la ligne de communication comprenant un premier transforma-teur à deux enroulements montés en série avec les conduc-teurs de la ligne, puis un second transformateur de type transformateur à point milieu pour isoler galvaniquement l'organe électrique de la ligne de communication. Le se-cond transformateur comporterait un enroulement compre-nant deux bornes de connexion classiques ainsi qu'une borne de connexion supplémentaire au milieu de l'enroulement. Ainsi, une perturbation en mode commun gé-nérée par l'injection de courant serait filtrée par les transformateurs et évacuée vers une masse mécanique de l'organe électrique via cette borne de connexion.
L'utilisation de ces transformateurs serait effi-cace, sauf dans le cas où la perturbation en mode commun se propagerait à une fréquence correspondant à une fré-quence de résonance du dispositif de raccordement due à
une composante inductive du premier transformateur et à
une composante capacitive du second transformateur. A 2 Some electrical devices are required particularly critical functions, for example a electrical component used in a control system of electric theft, not only not to be damaged by these currents injected but in addition to working normally at the time of injection.
Thus, it was required that an electrical device be able to send and receive data normally on a digital differential communication line, even when a current of several hundred milliam-fathers is injected on the line, at varying frequencies between 100 kHz and 400 MHz. This injected current generates no important disturbances in common propagating on line drivers.
To allow the electric organ to pass with successful this test it could be considered to ride on the electrical organ a connecting device to the line of communication comprising a first transformation with two windings connected in series with the conductors line and then a second transformer of the type midpoint transformer to galvanically isolate the electric organ of the communication line. The se-transformer would have a winding consisting of two conventional connection terminals as well as a additional connection terminal in the middle of the winding. Thus, a common common mode disturbance generated by the current injection would be filtered by the transformers and evacuated to a mechanical mass of the electrical component via this connection terminal.
The use of these transformers would be unless the common mode disturbance would spread at a frequency corresponding to a frequency the resonance of the connection device due to an inductive component of the first transformer and to a capacitive component of the second transformer. AT
3 cette fréquence de résonance se traduisant par une forte baisse d'impédance de l'organe de réception et donc une augmentation du courant de mode commun, il existe un ris-que important que la perturbation en mode commun endom-mage des composants de l'organe électrique, ou bien in-terrompe la communication.
OBJET DE L'INVENTION
L'invention a pour objet un dispositif de raccorde-ment pour raccorder un organe électrique à une ligne de communication différentielle, permettant de ne pas endom-mager l'organe électrique et de maintenir une communica-tion sur la ligne, même lorsque l'organe électrique est soumis à un test de foudre ou de susceptibilité conduite consistant à injecter un courant de fréquence variable sur la ligne de communication.
RESUME DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose un dispositif de raccordement d'un organe électrique à une ligne de communication comprenant au moins deux conduc-teurs pour porter des signaux différentiels, le disposi-tif de raccordement comportant au moins un composant d'interface échangeur de données relié à la ligne pour émettre et/ou recevoir des données et un moyen de liaison de l'organe électrique à la ligne, le dispositif de rac-cordement comportant en outre successivement, depuis le moyen de liaison jusqu'au composant d'interface, au moins :
- un premier transformateur agencé pour réaliser un filtrage en mode commun sur chaque conducteur de la ligne de communication ;
- un second transformateur agencé pour réaliser une isolation galvanique de manière à isoler de la li-gne de communication au moins le composant d'interface ;
- un troisième transformateur monté en parallèle du WO 2014/005993 this resonant frequency resulting in a strong impedance drop of the receiving element and therefore a increase in common mode current, there is a risk of important that the endemic common mode disturbance mage of the components of the electric organ, or breaks the communication.
OBJECT OF THE INVENTION
The subject of the invention is a connecting device to connect an electrical component to a line of differential communication, so as not to endanger mage the electrical organ and maintain a communica-on the line, even when the electrical subjected to a lightning test or conduct susceptibility injecting a variable frequency current on the communication line.
SUMMARY OF THE INVENTION
In order to achieve this goal, we propose a device for connecting an electrical member to a line of communication comprising at least two to carry differential signals, the provision of connecting cable having at least one component data exchange interface connected to the line for transmit and / or receive data and link means from the electrical device to the line, the device for cordement also comprising successively, since the means of connection to the interface component, the less:
a first transformer arranged to produce a common mode filtering on each driver of the communication line;
a second transformer arranged to perform a galvanic isolation so as to isolate communication gene at least the component interface;
a third transformer mounted in parallel with the WO 2014/00599
4 PCT/EP2013/063829 deuxième transformateur et formé de deux enroule-ments munis de bornes parmi lesquelles des bornes non connectées au deuxième transformateur sont connectées à une masse mécanique de l'organe élec-trique ;
- un quatrième transformateur agencé pour réaliser une isolation galvanique de manière à isoler de la masse mécanique au moins le composant d'interface.
Lorsqu'un courant est injecté sur la ligne de commu-nication, générant une perturbation en mode commun de fréquence égale à une fréquence de résonance due à une composante inductive du premier transformateur et à une composante capacitive du second transformateur, le troi-sième transformateur , qui présente une impédance nulle en mode commun, évacue la perturbation vers la masse mé-canique de l'organe électrique quelle que soit la fré-quence de celle-ci. Ainsi, une perturbation en mode com-mun se propageant à une fréquence de résonance du dispo-sitif ne risque pas d'endommager des composants de l'organe électrique ni de perturber des échanges de don-nées sur la ligne de communication.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode de mise en uvre particu-lier non limitatif de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
- les figure 1 à 4 représentent des schémas électri-ques d'un dispositif de raccordement de l'invention selon quatre modes de réalisation dif-férents ;
- la figure 5 représente un dispositif de raccorde-ment de l'invention dans lequel des enroulements de transformateurs sont réalisés par des enroule-ments de pistes d'un circuit imprimé ;
- la figure 6 représente des enroulements de trans-formateurs d'un dispositif de raccordement de l'invention intégrés au sein d'un même composant discret. 4 PCT / EP2013 / 063829 second transformer and consisting of two windings with terminals including terminals not connected to the second transformer are connected to a mechanical mass of the electrical tramp;
a fourth transformer arranged to produce a galvanic isolation so as to isolate the mechanical mass at least the interface component.
When a current is injected on the communication line nication, generating a common mode disturbance frequency equal to a resonance frequency due to a inductive component of the first transformer and at a capacitive component of the second transformer, the third sth transformer, which has zero impedance in common mode, evacuate the disturbance to the mass of the electric organ whatever the frequency quence of this one. Thus, a disturbance in com mode propagating at a resonant frequency of the is not likely to damage components of the electrical organ or to disturb the exchange of data born on the line of communication.
The invention will be better understood in the light of following description of a particular embodiment of non-limiting binding of the invention.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Reference will be made to the accompanying drawings, among which :
- Figures 1 to 4 show electrical diagrams of a connection device of the invention according to four different embodiments.
fers;
FIG. 5 represents a connecting device of the invention in which windings Transformers are made by winding tracks of a printed circuit board;
FIG. 6 represents windings of trans-trainers of a connection device of the invention integrated within the same component discreet.
5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence à la figure 1, un dispositif de raccor-dement de l'invention 1, 2 selon un premier mode de ré-alisation est intégré dans un premier organe électrique 3 destiné à émettre des données sur une ligne de communica-tion numérique différentielle 4, et dans un second organe électrique 5 destiné à recevoir ces données. Les données sont donc ici transmises dans une liaison simplex, c'est-à-dire dans un seul sens entre le premier organe électri-que 3 qui émet les données et le second organe électrique 5 qui les reçoit.
Outre le dispositif de raccordement de l'invention, chacun des organes électriques 3, 5 comporte un module de contrôle 6, 7, par exemple un microcontrôleur ou un FPGA, dont une des fonctions est, dans le cas du premier organe électrique 3, de générer les données que le premier or-gane électrique 3 doit émettre, et dans le cas du second organe électrique 5, de traiter les données reçues par le second organe électrique 5, c'est-à-dire par exemple, de les interpréter, de les stocker, ou de les réémettre.
Dans le premier organe électrique et le second organe électrique, les données sont respectivement générées et reçues par les modules de contrôle 6, 7 via les disposi-tifs de raccordement de l'invention 1, 2.
Les dispositifs de raccordement 1, 2 du premier or-gane électrique 3 et du second organe électrique 5 com-portent chacun :
- un composant d'interface échangeur de données 8, 12 ;
- quatre transformateurs TA, TB, TC, TD et TE, TF, TG, TH ; DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
With reference to FIG. 1, a connecting device of the invention 1, 2 according to a first embodiment of alisation is integrated in a first electrical member 3 intended to transmit data on a communication line Differential Digital 4, and in a second electrical 5 intended to receive these data. The data are thus transmitted in a simplex link, that is, in one direction between the first electrical that 3 that emits the data and the second electrical organ 5 who receives them.
In addition to the connection device of the invention, each of the electrical members 3, 5 comprises a module of control 6, 7, for example a microcontroller or an FPGA, which one of the functions is, in the case of the first organ 3, to generate the data that the first or-electrical equipment must emit, and in the case of electrical component 5, to process the data received by the second electrical member 5, that is to say, for example, interpret them, store them, or reissue them.
In the first electrical organ and the second organ electrical data, the data are respectively generated and received by the control modules 6, 7 via the connecting elements of the invention 1, 2.
The connecting devices 1, 2 of the first or-electrical unit 3 and the second electric unit 5 com-wear each:
- a data exchange interface component 8, 12;
- four transformers TA, TB, TC, TD and TE, TF, TG, TH;
6 - un connecteur 9, 13.
Par composant d'interface échangeur de données, on entend un composant pouvant être soit émetteur, soit ré-cepteur, soit à la fois émetteur et récepteur. Dans la suite de cette description, on distinguera un composant d'interface émetteur d'un composant d'interface récep-teur. Il est bien évident que cette distinction n'empêche pas un composant d'interface émetteur d'être par ailleurs capable de recevoir des données, et un composant d'interface récepteur d'être par ailleurs capable d'en émettre.
Ici, le composant d'interface échangeur de données 8 est un composant d'interface émetteur, et le composant d'interface échangeur de données 12 est un composant d'interface récepteur.
Les composants d'interface émetteur 8 et récepteur 12 sont tous deux munis de résistances d'adaptation d'impédance, non représentées ici, pour optimiser l'émission et la réception de données sur la ligne de communication 4.
Les dispositifs de raccordement 1, 2 du premier or-gane électrique et du second organe électrique sont donc identiques, à l'exception du fait que, contrairement à
celui du premier organe électrique, le composant d'interface 12 du second organe électrique 5 est destiné
à recevoir des données et non à les émettre. On se contentera donc ici de décrire l'agencement et les avan-tages du dispositif de raccordement 1 du premier organe électrique 3, ceux-ci étant équivalents dans le second organe électrique 5.
Le composant d'interface émetteur 8 du dispositif de raccordement 1 du premier organe électrique 3 est donc agencé pour recevoir des données du module de contrôle 6 et les mettre en forme pour les rendre conformes au stan-dard Ethernet. Ces données sont ensuite émises, via les 6 a connector 9, 13.
By data exchange interface component, one means a component that can be either transmitter or receiver, both transmitter and receiver. In the following this description, we will distinguish a component sending interface of a receiving interface component tor. It is obvious that this distinction does not preclude not a transmitter interface component to be otherwise able to receive data, and a component receiving interface to be otherwise able to issue.
Here, the data exchange interface component 8 is a transmitter interface component, and the component interface exchanger 12 is a component receiver interface.
The transmitter 8 and receiver interface components 12 are both equipped with adaptation resistances impedance, not shown here, to optimize the transmission and reception of data on the line of communication 4.
The connecting devices 1, 2 of the first or-electrical apparatus and the second electric organ are identical, with the exception that, unlike that of the first electric organ, the component interface 12 of the second electrical member 5 is intended to receive data and not to issue them. We are here, then, will be content to describe the arrangement and the advantages of the connecting device 1 of the first 3, these being equivalent in the second electric organ 5.
The transmitter interface component 8 of the connection 1 of the first electrical member 3 is therefore arranged to receive data from the control module 6 and shape them to conform to the standard Ethernet dart. These data are then sent via the
7 transformateurs TA, TB, TC, TD et le connecteur 9, en mode différentiel, sur la ligne de communication 4 munie de deux conducteurs 14, 15.
Les quatre transformateurs TA, TB, TC, TD du dispo-sitif de raccordement 1 sont chacun formés de deux enrou-lements munis de deux bornes dont une borne homologue identifiée par un point pour préciser le début de chacun des enroulements et donc le sens des courants circulant dans chaque enroulement.
Le transformateur TA est agencé de manière à ce que chacun de ses enroulements ait une borne reliée au connecteur 9 et soit monté en série avec un conducteur 14, 15 de la ligne de communication 4, et que les cou-rants circulant dans chaque enroulement circulent dans le même sens. Le transformateur TA a ainsi une composante inductive qui forme un moyen de filtrage permettant de filtrer des perturbations en mode commun à hautes fré-quences.
Le transformateur TB est agencé de manière à ce que les deux bornes d'un même enroulement de TB soient re-liées chacune à une borne de TA non reliée au connecteur 9. Le transformateur TB permet d'isoler galvaniquement de la ligne de communication 4 des composants électriques situés au-delà du transformateur TB, parmi lesquels le composant d'interface émetteur 8. Les courants circulant dans chaque enroulement de TB circulent dans le même sens. Le transformateur TB a ainsi une composante capaci-tive qui forme un moyen de filtrage ne permettant que de limiter des perturbations en mode commun à basses fré-quences.
Le transformateur TC est monté en parallèle du transformateur TB, et est connecté à une masse mécanique 16 de l'organe électrique 3 par ses deux bornes non connectées aux bornes du transformateur TB. Les courants circulant dans chaque enroulement du transformateur TC 7 transformers TA, TB, TC, TD and connector 9, in differential mode, on the communication line 4 provided two conductors 14, 15.
The four transformers TA, TB, TC, TD of the arrangement 1 are each formed of two coils.
with two terminals including a homologous terminal identified by a point to specify the beginning of each windings and thus the direction of circulating currents in each winding.
The transformer TA is arranged in such a way that each of its windings has a terminal connected to the connector 9 and is connected in series with a conductor 14, 15 of the communication line 4, and that the rants flowing in each winding circulate in the Same direction. The transformer TA has a component inductive which forms a means of filtering allowing filter high frequency common mode disturbances quences.
The transformer TB is arranged in such a way that the two terminals of the same winding of TB are each linked to a TA terminal not connected to the connector 9. The TB transformer is used to galvanically isolate the communication line 4 of the electrical components beyond the TB transformer, of which the transmitter interface component 8. Circulating currents in each winding of TB circulate in the same meaning. The transformer TB thus has a capacitance component tive which forms a means of filtering allowing only to limit common mode disturbances at low frequencies quences.
The CT transformer is connected in parallel with the transformer TB, and is connected to a mechanical ground 16 of the electric member 3 by its two terminals connected to the terminals of the transformer TB. The currents flowing in each winding of the CT transformer
8 circulent dans un sens différent.
Lorsqu'une perturbation en mode commun, ayant une fréquence de résonance correspondant à une fréquence de résonance résultant de la composante inductive du trans-formateur TA et de la composante capacitive du transfor-mateur TB, se propage sur les conducteurs 14, 15 de la ligne de communication 4, celle-ci est évacuée vers la masse mécanique 16 via le transformateur TC, sans endom-mager de composant électrique de l'organe électrique 3.
On note que le transformateur TC présente une impé-dance très importante en mode différentiel, et donc ne dégrade pas les données émises par le composant d'interface d'émission à destination du second organe électrique.
Enfin, le transformateur TD est agencé de manière à
ce que les deux bornes d'un même enroulement du transfor-mateur TD soient connectées chacune à une borne de l'enroulement du transformateur TB non connecté au trans-formateur TA, et de manière à ce que les deux bornes de l'autre enroulement du transformateur TD soient connec-tées au composant d'interface émetteur 8. Le transforma-teur TD permet d'isoler galvaniquement de la masse méca-nique des composants électriques situés au-delà du trans-formateur TD, parmi lesquels le composant d'interface émetteur 8. Les courants circulant dans chaque enroule-ment du transformateur TD circulent dans le même sens.
Le dispositif de raccordement de l'invention tel que décrit ci-dessus permet donc, sans dégrader les données émises, d'assurer un filtrage efficace aux basses et hau-tes fréquences, et d'éliminer des perturbations en mode commun ayant une fréquence correspondant à une fréquence de résonance résultant des composantes capacitives et in-ductives du dispositif.
En référence à la figure 2, un dispositif de raccor-dement de l'invention 101 selon un deuxième mode de ré-8 move in a different direction.
When a common mode disturbance, having a resonance frequency corresponding to a frequency of resonance resulting from the inductive component of the trans-TA trainer and the capacitive component of the transfor-TB, propagates on the conductors 14, 15 of the communication line 4, this is evacuated to the mechanical mass 16 via the transformer CT, without endom-mager of electric component of the electric member 3.
It is noted that the CT transformer has a requirement very important in differential mode, and therefore does not degrade the data issued by the component transmission interface to the second organ electric.
Finally, the transformer TD is arranged so as to what the two terminals of the same winding of the transfor-TD controller are each connected to a terminal of the winding of the transformer TB not connected to the trans-TA trainer, and so that the two terminals of the other winding of the TD transformer are connected to the transmitter interface component.
TD is used to galvanically isolate the mechanical mass electrical components beyond the trans-TD trainer, including the interface component 8. The currents flowing in each winding Transformer TD flow in the same direction.
The connecting device of the invention as described above, therefore, without degrading the data issued, to ensure effective filtering at low and high your frequencies, and eliminate disturbances in common having a frequency corresponding to a frequency resonance resulting from the capacitive and ductive device.
With reference to FIG. 2, a connecting device of the invention 101 according to a second embodiment of
9 alisation peut être intégré dans un premier organe élec-trique 103 destiné à émettre des données et à recevoir des données sur une ligne de communication numérique dif-férentielle 104, ces données étant échangées avec un se-cond organe électrique (non représenté sur la figure 2) lui aussi muni d'un dispositif de raccordement de l'invention. Les données sont ici échangées dans une liaison semi-duplex, c'est-à-dire qu'elles circulent dans un sens ou dans l'autre entre le premier organe électri-que 103 et le second organe électrique, mais pas dans les deux sens simultanément.
Le premier organe électrique comporte bien sûr un module de contrôle 106 agencé notamment pour réaliser les fonctions remplies par les modules de contrôle d'émission et de réception décrites précédemment (génération, récep-tion, traitement de données).
Le dispositif de raccordement de l'invention 101 du premier organe électrique 103 comporte ici un composant d'interface émetteur 108 et un composant d'interface ré-cepteur 112, destinés à émettre et recevoir des données, ainsi que quatre transformateurs T'A, T'B, T'C, T'D, et un connecteur 109. Les composants d'interface sont munis de résistances d'adaptation d'impédance.
Le composant d'interface émetteur 108 comporte deux sorties si, S2 connectées à deux entrées El, E2 du compo-sant d'interface récepteur 112, permettant au premier or-gane électrique alternativement d'émettre et de recevoir des données sur la ligne de communication 104.
Les quatre transformateurs T'A, T'B, T'C, T'D sont chacun formés de deux enroulements munis de deux bornes.
Les transformateurs ont des fonctions similaires à celles décrites dans le premier mode de réalisation, et les cou-rants circulant dans chaque enroulement circulent dans des sens similaires à ceux du premier mode de réalisa-tion. Cependant, les transformateurs T'C et T'D sont ici chacun formés par deux enroulements parmi trois enroule-ments d'un dispositif de transformation TF1, ici un transformateur à trois enroulements.
Les transformateurs T'A et T'B sont agencés de ma-5 nière similaire aux transformateurs TA et TB de la figure 1. Chaque enroulement du transformateur T'C a une borne reliée à une borne de T'B non reliée à T'A. Les bornes de T'C non reliées à T'B sont reliées à une masse mécanique 116 du premier organe électrique 103. Un enroulement 120 9 can be integrated into a first cradle 103 for transmitting data and receiving data on a different digital communication line 104, these data being exchanged with a se-electric member (not shown in FIG. 2) also equipped with a connection device the invention. The data is here exchanged in a semi-duplex link, that is to say they circulate in one way or the other between the first electrical than 103 and the second electric organ, but not in the two senses simultaneously.
The first electric organ of course has a control module 106 arranged in particular to carry out the functions performed by the emission control modules and reception described above (generation, reception, data processing).
The connection device of the invention 101 of the first electrical member 103 here comprises a component transmitter interface 108 and an interface component receiver 112, for transmitting and receiving data, as well as four transformers T'A, T'B, T'C, T'D, and a connector 109. The interface components are provided with impedance matching resistors.
The transmitter interface component 108 has two outputs if, S2 connected to two inputs E1, E2 of the component receiver interface 112, allowing the first alternatively, to transmit and receive data on the communication line 104.
The four transformers T'A, T'B, T'C, T'D are each formed of two windings with two terminals.
Transformers have functions similar to those described in the first embodiment, and the rants flowing in each winding circulate in meaning similar to that of the first mode of tion. However, the T'C and T'D transformers are here each formed by two windings among three windings of a TF1 transformation device, here a transformer with three windings.
Transformers T'A and T'B are arranged 5 nier similar to the transformers TA and TB in the figure 1. Each transformer winding T'C has a terminal connected to a terminal of T'B not connected to T'A. The terminals of T'C not connected to T'B are connected to a mechanical mass 116 of the first electrical member 103. A winding 120
10 du transformateur T'D est commun avec un enroulement de T'C. Les bornes de l'autre enroulement de T'D sont re-liées au sorties Si, S2 du composant d'interface émetteur 108 et aux entrées Si, E2 du composant d'interface récep-teur 112.
Le transformateur à trois enroulements TF1 comporte donc un enroulement 120 utilisé par les deux transforma-teurs T'C, T'D ce qui, d'une part, simplifie le disposi-tif, et d'autre part, permet de réduire des pertes d'énergie de transformation (pertes Joule, pertes à vide, etc.). Cette réduction des pertes améliore la qualité des données transmises via les transformateurs, et améliore l'évacuation des perturbations en mode commun vers la masse mécanique 116 de l'organe électrique 103.
En référence à la figure 3, un dispositif de raccor-dement 201 de l'invention selon un troisième mode de ré-alisation est à nouveau intégré dans un premier organe électrique 203 pour échanger des données dans une liaison semi-duplex. Le dispositif de raccordement de l'invention 201 comporte à nouveau un composant d'interface émetteur 208 et un composant d'interface récepteur 212, quatre transformateurs T"A, T"B, T"C, T"D et un connecteur 209. Les transformateurs T"A, T"B, T"C, T"D ont des fonctions similaires à celles décrites dans le premier mode de réalisation. Ils sont formés d'enroulements dans lesquels les courants circulent dans des sens similaires 10 of T'D transformer is common with a winding of T'c. The terminals of the other winding of T'D are related to the outputs Si, S2 of the transmitter interface component 108 and the inputs Si, E2 of the interface component receiving 112.
The transformer with three windings TF1 comprises therefore a winding 120 used by the two transformers T'C, T'D which, on the one hand, simplifies the tif, and on the other hand, can reduce losses transformation energy (Joule losses, no-load losses, etc.). This reduction in losses improves the quality of data transmitted via the transformers, and improves the evacuation of disturbances in common mode towards the mechanical mass 116 of the electrical member 103.
With reference to FIG. 3, a connecting device 201 of the invention according to a third embodiment of alisation is again integrated in a first 203 to exchange data in a link half duplex. The connection device of the invention 201 again has a transmitter interface component 208 and a receiver interface component 212, four transformers T "A, T" B, T "C, T" D and a connector 209. Transformers T "A, T" B, T "C, T" D have functions similar to those described in the first embodiment. They are formed of windings in which currents flow in similar directions
11 à ceux des deux premiers modes de réalisation. Le troi-sième mode de réalisation est similaire au deuxième mode de réalisation, à l'exception du fait que le dispositif de raccordement est ici muni d'un dispositif de transfor-mation TF2 à quatre enroulements, l'enroulement supplé-mentaire 221 étant monté en parallèle d'un enroulement de T"D dont les bornes sont reliées au composant d'interface émetteur 208 et au composant d'interface ré-cepteur 212. Le transformateur à quatre enroulements TF2 est plus facile à équilibrer que le transformateur à
trois enroulements TF1, c'est-à-dire qu'un dimensionne-ment du transformateur permettant d'assurer une circula-tion de courant symétrique à travers ce transformateur est plus facile à réaliser.
En référence à la figure 4, un dispositif de raccor-dement 301 de l'invention selon un quatrième mode de ré-alisation est à nouveau intégré dans un premier organe électrique 303 pour échanger des données dans une liaison semi-duplex. Le dispositif de raccordement comporte à
nouveau un composant d'interface émetteur 308 et un com-posant d'interface récepteur 312, quatre transformateurs T"'A, T'"B, T'"C, T"'D, et un connecteur 309.
Les transformateurs T"'B et T"'D sont ici chacun formés par deux enroulements parmi trois enroulements d'un dispositif de transformation TF3, ici un transforma-teur à trois enroulements.
Le transformateur T"'A est agencé de manière simi-laire au transformateur TA de la figure 1. Le transforma-teur T"'B est agencé de manière à ce que les deux bornes d'un même enroulement du transformateur T"'B soient connectées chacune à une borne du transformateur T"'A
non reliée au connecteur 309. Un enroulement 320 du transformateur T"'B non connecté au transformateur T"'A
est commun aux transformateurs T"'B et T"'D. L'autre enroulement du transformateur T"'D est connecté aux com-11 to those of the first two embodiments. The third second embodiment is similar to the second mode except for the fact that the device connection is here provided with a conversion device TF2 with four windings, the additional winding 221 being mounted in parallel with a winding of T "D whose terminals are connected to the component transmitter interface 208 and the interface component 212. The transformer with four windings TF2 is easier to balance than the transformer to three windings TF1, that is to say, a dimensionne-the transformer to ensure a smooth symmetrical current flow through this transformer is easier to achieve.
With reference to FIG. 4, a connecting device 301 of the invention according to a fourth mode of re-alisation is again integrated in a first 303 for exchanging data in a link half duplex. The connection device comprises a new transmitter interface component 308 and a com-312 receiver interface, four transformers T "A, T" B, T "C, T" D, and a connector 309.
Transformers T "B and T" D are here each formed by two windings among three windings of a TF3 transformation device, here a transformation of three coils.
Transformer T "A is arranged in a similar manner to the transformer TA in Figure 1. The transformation T '' B is arranged in such a way that the two terminals of the same winding of the transformer T "'B are each connected to a terminal of the transformer T "A
not connected to the connector 309. A winding 320 of the transformer T "B not connected to transformer T" A
is common to transformers T "B and T" D. The other winding of the transformer T "'D is connected to the
12 posants d'interface émetteur 208 et récepteur 312. Chaque enroulement du transformateur T"'C a une borne connectée à l'enroulement 320. Les bornes du transformateur T"'C
non reliées à l'enroulement 320 sont reliées à une masse mécanique 316 du premier organe électrique 303.
L'enroulement 320 est donc utilisé par les deux transformateurs T"'B et T"'D. Ceci permet à nouveau de simplifier le dispositif, de réduire les pertes, de faci-liter l'équilibrage, mais aussi de supprimer un couplage capacitif existant, dans les modes de réalisation précé-dents, entre le transformateur TC ou T'C ou T"C et la masse mécanique de l'organe électrique.
Pour fabriquer le dispositif de raccordement de l'invention, on peut prévoir de réaliser les enroulements des transformateurs en utilisant des enroulements de pis-tes de circuits imprimés. Avantageusement, en référence à
la figure 5 qui représente des couches de vernis 421, de cuivre 422 et d'isolement 423 d'un circuit imprimé 404 d'un organe électrique 403, on répartit des enroulements de pistes 424 de transformateurs d'un dispositif de l'invention 401 sur des couches de cuivre internes du circuit imprimé 404, et on monte des composants d'interface émetteur 408 et récepteur 412 sur une couche de cuivre de surface. Les transformateurs ne nécessitent donc pas de noyau magnétique, et ne présentent donc pas de risque de saturation provoquée par un flux magnétique qui serait trop important pour le noyau. Une telle dispo-sition permet en outre de réaliser le dispositif de rac-cordement sur une faible surface du PCB, d'assurer une reproductibilité industrielle satisfaisante, etc.
En référence à la figure 6, on peut aussi prévoir d'intégrer des enroulements de pistes 524 de transforma-teurs réalisés sur des couches de cuivre 522 d'un circuit imprimé 504 directement dans un composant discret 530, par exemple dans un boîtier BGA (pour Ball Grid Ar-12 transmitter interface 208 and receiver 312. Each transformer winding T "C has a connected terminal at the winding 320. The terminals of the transformer T "C
not connected to winding 320 are connected to a mass mechanical 316 of the first electrical member 303.
The winding 320 is therefore used by both Transformers T "B and T" D. This allows again simplify the system, reduce losses, facilitate liter balancing, but also to remove a coupling existing capacitive, in the above embodiments teeth, between the transformer TC or T'C or T "C and the mechanical mass of the electric organ.
To manufacture the connection device of the invention, it is possible to provide the windings transformers using windings of pistons printed circuit boards. Advantageously, with reference to FIG. 5, which shows layers of varnish 421, 422 copper and 423 isolation of a printed circuit board 404 of an electrical member 403, windings are distributed of tracks 424 of transformers of a device of the invention 401 on internal copper layers of the circuit board 404, and components are mounted transmitter interface 408 and receiver 412 on a layer surface copper. Transformers do not require therefore no magnetic core, and therefore do not present of saturation risk caused by a magnetic flux which would be too important for the core. Such a provision Furthermore, it is possible to produce the device for cable on a small surface of the PCB, to ensure satisfactory industrial reproducibility, etc.
With reference to FIG. 6, it is also possible to provide to integrate windings of tracks 524 of transforma-made on copper layers 522 of a circuit printed 504 directly into a discrete component 530, for example in a BGA (for Ball Grid Ar-
13 ray , souvent traduit en français par boîtier à bil-les).
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisa-tion particuliers qui viennent d'être décrits, mais, bien au contraire, couvre toute variante entrant dans le cadre de l'invention telle que définie par les revendications.
Bien que l'on ait utilisé le dispositif de raccorde-ment selon le premier mode de réalisation, dans des pre-mier et deuxièmes organes électriques communiquant via une liaison simplex, il est possible d'utiliser ce dispo-sitif dans une liaison semi-duplex. On munira alors cha-que organe électrique d'un composant d'interface échan-geur de données émetteur et d'un composant d'interface échangeur de données récepteur, qui seront soit connectés entre eux de manière similaire aux dispositifs des autres modes de réalisation et connectés à un unique ensemble de transformateurs, soit connectés chacun à un ensemble de transformateurs. De même, il est possible d'utiliser les dispositifs de raccordement selon les autres modes de ré-alisation dans une liaison simplex. On munira alors cha-que organe électrique uniquement d'un composant d'interface de type émetteur ou de type récepteur. 13 ray, often translated into French the).
The invention is not limited to the modes of tions described above, but, although on the contrary, covers any variant falling within of the invention as defined by the claims.
Although the connection device has been used according to the first embodiment, in first and second electrical components communicating via a simplex link, it is possible to use this arrangement in a half-duplex link. We will then provide each electrical component of an interface component transmitter and an interface component receiver data exchanger, which will either be connected between them in a manner similar to the devices of others embodiments and connected to a single set of transformers, each connected to a set of transformers. Similarly, it is possible to use connecting devices according to the other modes of in a simplex link. We will then provide each only electrical component of a component interface type transmitter or receiver type.
Claims (7)
- un premier transformateur (TA ; T'A ; T"A ; T"'A) agencé pour réaliser un filtrage en mode commun sur chaque conducteur de la ligne de communication ;
- un second transformateur (TB ; T'B ; T"B ; T"'B) agencé pour réaliser une isolation galvanique de manière à isoler de la ligne de communication au moins le composant d'interface ;
- un troisième transformateur (TC ; T'C ; T"C ;
T"'C) monté en parallèle du deuxième transforma-teur et formé de deux enroulements munis de bornes parmi lesquelles des bornes non connectées au deuxième transformateur sont connectées à une masse mécanique de l'organe électrique ;
- un quatrième transformateur (TD ; T'D ; T"D ;
T'"D) agencé pour réaliser une isolation galvani-que de manière à isoler de la masse mécanique au moins le composant d'interface. 1. Device for connecting an electrical organ (3; 103; 203; 403) to a communication line (4; 104) comprising at least two conductors for carrying differential signals, the connecting device with at least one exchange interface component data set (8, 12; 108, 112) connected to the line for transmit and / or receive data and link means (9, 13, 109) of the electrical element at the line, the positive connection further comprising from the link to the component interface, at least:
a first transformer (TA; T'A; T "A;T"'A) arranged to perform a common mode filtering on each driver of the communication line;
a second transformer (TB; T'B; T "B;T"'B);
arranged to provide galvanic isolation of isolate from the communication line at minus the interface component;
a third transformer (TC; T'C; T "C;
T "C) connected in parallel with the second transforma-and formed of two windings with terminals including terminals not connected to the second transformer are connected to a mass mechanical of the electric organ;
a fourth transformer (TD; T'D; T "D;
T '"D) arranged to provide galvanic isolation that in order to isolate mechanical mass at minus the interface component.
ment, and by the second winding and a third rolling in parallel with a fourth winding (221) of a transformation device (TF2) to four windings.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request |
Effective date: 20141205 |
|
| FZDE | Discontinued |
Effective date: 20170704 |